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主管:住房和城乡建设部

主办:中国勘察设计协会

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BIM在大型购物中心地库设计

葛建 张福星

本文研究由“十二五国家科技支撑计划”项目资助(“建筑行业设计服务共性技术集成平台研发与应用”,课题编号2014BAH25F01)

BIM在大型购物中心地库设计

的适应性研究

葛建 1   张福星 2

1.玖筑明睿建筑设计(北京)有限公司

2.悉地(北京)国际建筑设计顾问有限公司

 

摘要:以北京龙湖大兴天街项目为例,讨论如何通过在设计阶段引入BIM技术解决大型购物中心地下停车场建筑工程及标识导视、交通等专项设计中经常出现的设计问题,介绍BIM在各专业设计纠错、机电管线综合、净高分析、车位评估以及标识导视设计等方面的应用情况。

关键词:BIM;地下车库;建筑设计;标识导视设计;交通设计

 

引言

 

为疏解北京人口,北京五环内限制新建大型商业办公等大型人员密集场所,今后越来越多的购物中心将主要建在郊区,私家车将成为重要的交通方式。目前,很多购物中心更多地关注地上商业空间品质,忽略了地下停车空间,导致顾客停车不易,找车更难。因此购物中心停车场的配置对顾客而言,将是购物体验感的重要组成部分。

大型购物中心除了地下停车场,通常还会设置地下商业、各类设备机房、商业库房等。除了传统的建筑、结构、水、暖、电、智能化设计,还有精装、导视、交通、灯光等专项设计。多专业设计协同需求及有限的设计周期,导致设计图纸中问题较多,现场施工过程中设计变更数量多、成本高,项目质量控制难度大。本文以北京龙湖大兴天街项目为例,讨论BIM技术在大型购物中心地库工程及导视设计的适应性研究。

 

1. 项目工程概况

 

北京龙湖大兴天街项目位于北京市大兴新城核心区,与地铁4号线生物医药基地站一体化设计,是集购物、餐饮、娱乐、休闲于一体的高品质购物中心,项目建筑面积24万m2,其中地上4层、地下3层。

北京龙湖大兴天街购物中心项目,地下功能复杂、车位多、交通压力大,多专业协同设计需要统一信息平台。因此,在施工图设计阶段之初就引进BIM战略合作伙伴CCDI悉地国际设计集团为该项目设计提供BIM咨询,并依据项目特点及实际需求,设定建筑工程优化和导视设计优化两大板块为工作重点。其中,建筑设计优化主要包括:方案可视化、设计校核、管线综合、净高分析、车位评估5项重点应用;标识导视设计优化主要包括:地库动线分析与优化,地面、墙面标识优化,吊牌标识优化。

 

2. BIM工程优化工作流程

 

在该项目中,我们针对BIM工作流程进行了适当的优化,优化后各参与方的职责如图1所示。

 

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3. 建筑工程优化

 

3.1 可视化交流

BIM技术的特点之一就是三维可视化。原本二维的、抽象的图纸,通过搭建BIM模型转换成为三维可视化模型。之前看一个复杂的节点,不仅需要看设计说明文字、平面图、剖面图详图等,更要参考多专业图纸。BIM模型可以将所有图纸信息通过信息构件的形式生成信息模型,一个模型包含了以上所有信息。各方在方案交流是建立在同一平面基础上的,避免了因图纸局限导致的沟通障碍,大大提升了项目全过程的沟通效率。

 

3.2 设计校核

施工图设计阶段,由于商业项目设计周期短且多专业交叉,设计图纸质量问题较多,如建筑结构不交圈、机电平面图与系统详图不符等设计问题,如果不及时解决,会严重影响施工进度和成本。通过BIM技术,该项目分层分专业建造BIM模型,通过模型搭建,能够有效地发现平、立、剖及详图等不一致的地方,通过设计协同加问题报告的形式,将问题反馈给各专业施工图设计师,修改设计图纸,达到提升设计质量的目的。该项目在设计过程中进行了多次工作站模式,BIM设计师与施工图设计师一起工作校核,从而避免了大量设计变更。该项目由于图纸自身错漏碰缺产生的变更数量与其他同类项目比较,减少了70%,为甲方节约了大量成本。

 

3.3 管线综合

二维管线综合又称“叠图”,将各专业平面图叠在一起进行管线综合排布。对于建筑形式简单、机电管线稀疏的项目,这种方法还可以勉强胜任;对于大型购物中心的地下停车场而言,在大量高低梁、斜梁密布,一条管廊动辄几十根管线的情形下,这种方法已完全无法满足精细化设计的需求。

而BIM软件REVIT在模型出图方面具备优势,可以将各专业模型搭建好后进行管线综合工作,然后直接出剖面图、管线综合排布平面图,大大节省了管线综合排布的时间和提升了精度。基于二维CAD设计的管终图纸和BIM管线综合模型如图2所示。

 

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3.4 净高分析

对于购物中心而言,满足一定净高从而保证良好购物体验是所有商业运营方的共性需求。购物中心地下主要包含停车场、车道和机房以及部分商业等功能区域。传统图纸净高分析通常根据设计师经验,于每个重要走廊选择一个点位绘制剖面图。这种净高分析有以下几个弊端:(1)以点代面。一层3万m2的地下室,施工图设计单位一般会绘制十几个剖面;一个走廊一般只有一个剖面;而机电管线、建筑、结构的复杂性因素,只通过绘制部分剖面无法准确得出一个走廊的真实净高情况。(2)平面剖面不一致。在以往实际项目中经常发现,剖面所表述的建筑结构机电情况与平面图并不一致,常常出现平面图的专业系统在剖面中漏画,或者一些斜梁协助在剖面中没有考虑。

这些因素都会导致剖面图信息的不准确,得出的净高分析往往与真实情况存在较大误差。而BIM模型搭建相当于在电脑中根据设计图纸进行虚拟建造,三维管线综合不是考虑某些关键点,而是通盘考虑,所以得出的净高分析准确度要远高于仅在二维平面上做出的净高分析。

 

3.5 车位评估

本文所述车位评估主要针对地下车库停车以及取车的分析,在地下柱网设计中都会结合使用需求并考虑成本来设置合适的柱网间距。在实践中地下车库停车取车难时有发生,除了柱网设置不合理外,更多情况下是一些其他因素干扰导致的。例如,车位紧邻各种风机房从而影响旁边车位的净高;消火栓布置不合理挡住车门开启;个别车位紧靠墙边,缺少停车余地;防火卷帘占据车位空间;车位正中间有集水坑,影响观感等。

结合BIM三维直观可视、数据准确的特点,我们可以有针对性地进行全面车位分析。在设计阶段就保证后期每个车位的良好使用。例如,在柱间距为5300mm的情况下,为验证大尺寸车型的车位使用情况,BIM咨询团队通过模型进行了模拟验证,动画中模拟车辆为丰田SUV及保时捷911。车型尺寸分别为4650mm×1825mm×1690mm和4550mm×1808mm×1310mm,结论为:1800mm及以下车宽车型进出车位无影响1800mm~1900mm车款车型进出车位有一定影响但仍能正常进出;超过1900mm车宽的车型进出车位及车门开启均有较为严重影响

 


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4. 标识导视优化

 

4.1 标识分类

地下车库标识按照安装位置主要可以分为4类:墙面标识、地面标识、柱面标识、吊挂标识。

 

4.2 常规标识导视设计的弊端 

目前,导视设计主要存在规划设计理念落后、设计手段限制、设计流程不合理等问题。尤其是购物中心停车场标识系统存在较多问题,如停车难、找车难、流线混乱、找不到出口等,主要表现在标识的布点规划、标识的外观造型设计、标识的版面信息内容及展示性、环境照明和标识尺寸方面。[1]

a)动线规划不合理

受平面布局的影响,B1层的停车区域呈现“哑铃型”。在做平面柱网布置时,在较为复杂的位置未考虑个别柱子对动线的影响,导致车量在部分重要路线需要急转弯。

b)车流动线上标识缺失

在停车场标识系统设计中,在行车关键路径要有清晰持续的标识指引帮助驾驶员迅速找到目标区域,相反,关键点位的标识缺失会给驾驶员带来困惑。

c)标识信息密度不均衡

当驾驶员在进入停车场、下车寻路过程中,会发现不同的位置,标识布点的数量不尽相同。道路上标识间隔大,停车场标识密度大,下车寻路时标识密度更大,离开停车场标识密度变小。标识信息的缺失或密度过大都会产生问题。[3]

d)停车场标识点与动线矛盾

标识布点要点线面结合,导视牌是点,导向标识是线,楼层平面索引是面,通过平面的标识构筑一条立体的动线。按照车、人的行为节点布置标识,在需要标识的地点和时间布置适当的标识。标识布点的管件在于动线分析。标识布点不合理,会导致车流动线与客流动线出现冲突;车流动线不唯一时,会造成标识布点混乱。

e)停车场标识信息不协调

地下停车场在空间之中有大量标识,包括车流标识、人流标识、地面标识和柱面墙面标识。实施过程中会发现,标识位置互相覆盖,标识信息不符甚至互相矛盾。

 

4.3 BIM标识导视工作流程的优点

a设计提前。借助BIM平台,标识导视设计过程提前到施工图深化设计阶段介入,可以综合考虑、统筹协调。

bBIM三维展示校正。标识导视设计通过三维模型搭建,结合施工图设计模型可以通过三维模型检视标识的布置尽早发现不合理的标识布置。

c沟通效率高。在做工作成果沟通及汇报时,可通过模型进行方案比较及检查,极大提高沟通效率。

d信息全面。因为BIM模型的信息整合能力,各专业模型都可以整合在一个模型中,避免了设计时只考虑单一专业,忽视机电等专业的问题。

 

4.4 大兴龙湖项目BIM标识优化成果展示

龙湖大兴天街项目地下车库分3层共90000m2。BIM咨询顾问在标识设计阶段开始介入,通过协同设计,将二维标识图纸及二维交通图纸实现三维可视化,并结合施工图设计模型,进行综合检查修改,并提出设计纠错修改意见。通过召开业主、设计、BIM顾问多方协调会,确认修改方案,大大提升了设计图纸的设计质量,改善了标识导视的合理性及观感,并减少了现场的施工变更,取得了极佳的经济效益。(如图4所示)

 

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5. 总结和展望

 

5.1 小结

对于项目建设而言,建筑设计图纸的质量往往对其建设周期及建设费用产生重大影响;对于顾客体验而言,地下车库往往影响顾客对商场的第一印象。停车场中的停车、取车等是否便利不仅关系到地下车库的交通秩序,也关系到顾客的购物体验。

因此,高质量的建筑设计及标识导视设计显得尤为重要。停车场建筑、结构、机电、标识导向设计是项目整体设计中的重要组成部分。在以往项目中,各专业设计协同工作完成度不理想,大量设计图面问题仅通过二维图纸很难发现,需要在施工阶段进行修改调正。BIM三维设计技术的出现,为传统建筑设计、标识导视设计及交通流线设计研究提供了可靠的解决方案。本文通过对传统设计中典型问题的研究,结合BIM技术在建筑设计优化、标识导视设计优化中的应用点分析,为解决类似问题提供了一个全新的解决方案。

 

5.2 展望

停车场设计不仅和建筑、结构、机电、标识导视设计等密切相关,还和交通分析、照明分析、人流分析等密切相关。如何通过建立多专业的BIM设计协同平台,应用BIM工具做出更好的设计作品,值得我们进一步探索和研究。

 

参考文献

[1] 张跃腾.大型停车场标示导向系统设计研究[D].东华大学,2015.

[2] 徐志慧.浅析驾驶员情绪因素对行车安全的影响[J].科学时代,2013.

[3] 向帆.城市标识的现存问题及解决方法[J]. 广告大观,2010.

 

作者简介

葛建  一级注册建筑师、工程师,长期从事民用建筑设计管理工作,现任职于玖筑明睿建筑设计(北京)有限公司。

张福星  助理工程师,长期从事BIM设计工作,现任职于悉地(北京)国际建筑设计顾问有限公司。